SU1645945A1

SU1645945A1 - Устройство дл автоматического регулировани температуры

Info

Publication number: SU1645945A1
Application number: SU884611183A
Authority: SU
Inventors: Павел Венедиктович Суриков; Сергей Васильевич Ромашин; Виктор Алексеевич Балачевцев; Александр Васильевич Нейко; Людмила Эдуардовна Лось
Original assignee: Хмельницкое Производственное Объединение "Термопластавтомат" Им.Хху1 Съезда Кпсс
Priority date: 1988-11-01
Filing date: 1988-11-01
Publication date: 1991-04-30

Abstract

Изобретение относитс к автоматике и вычислительной техника н может быть использовано дл автоматического регулировани температуры различных объектов, содержащих электрические нагревательные элементы, в частности, в промышленности переработки термо- ., пластичных, резинотехнических и других полимерных материалов дл регулнроват ни температуры зон обогрева мате- риальных цилиндров литьевых машин, экструдеров, а также пресс-форм и раз

Description

Изобретение относитс к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл автоматического регулировани температуры различных объектов, содержащих электрические нагревательные элементы, в частности в промышленности переработки термопластичных, резинотехнических и других полимерных материалов, дл контрол и регулировани температуры зон обогрева цилиндров пластикации -г литьевых машин, экструдеров, а также пресс-форм и развод щих каналов при гор чеканальном литье.f

Цель изобретени - повышение надежности и контролепригодности устройства .

На фиг.1 изображена структурна схема устройства; на фиг.2 - структура программы работы блока контрол и управлени ; на фиг.З - метод определени измеренного значени температуры в n-м канале; на фиг.4 - структурна схема блока преобразователей код - временной интервал; на фиг.5 - времён- на диаграмма работы блока преобразователей код - временной интервал; на фиг.6 - структурна схема блока контрол фаз; на фиг.7 - временна диаграмма работы блока контрол фаз; на фиг.8 - структурна схема блока контрол тока нагрузки; на фиг.9 - структурна схема блока токовой защиты.

На фиг. 1 обозначена группа Н термоэлектрических преобразователей 1 , установленных в каждой зоне обогрева материального цилиндра, соединенных через многоканальный регул тор 2 температуры , блок 3 тиристорных усилителей и анализатор 4 аварий системы обо грева с электрическими нагревательными элементами 5, источник 6 питани ,

0

5

0

5

0

5

0

5

задатчик 7 диагностических сигналов, информационна магистраль устройства 8, регистр 9 управлени , блок 10 контрол фаз, регистр И анализа сигналов , регистр 12 контрол каналов, источник 13 тока обогрева, блок 14 детекторов нул , блок 15 клавиатуры и . индикации, коммутатор 16 аналоговых сигналов, датчик 17 температуры холодных спаев термоэлектрических преобразователей , нормирующий усилитель 18, аналого-цифровой преобразователь 19, блок 20 контрол и управлени , блок 21 , преобразователей код - временной интервал , блок 22 контрол тока нагрузки , блок 23 токовой защиты, блок 24 датчиков тока.

На фиг.4 обозначены узел 25 делителей частоты, узел 26 коммутации, регистр 27 управлени каналами, группа формирователей 28 временных интервалов , группа триггеров 29 включени каналов , группа элементов И 30.

На фиг.6 обозначены формирователи 31 входных импульсов, регистр 32 контрол фаз, элемент И 33, формирователь 34 выходных импульсов.

На фиг.8 обозначены регистр 35 номера канала, коммутатор 36 аналоговых сигналов, компаратор 3 элемент ИЛИ 38, триггер 39, элемент И 40, «генератор 41 импульсов, двоичный счетчик 42, преобразователь 43 код - напр жение.

На фиг.9 обозначены шифратор 44, двоичный счетчик 45, генератор 46 импульсов , коммутатор 47 аналоговых сигналов, селектор 48 сигнала по модулю , компаратор 49, источник 50 опорного напр жени , элемент И 51, формирователь 52 импульсов, триггер 53.

516

На фиг.2 обозначены операторы 54 - программы, в том числе объект 54.1 I регулировани , оператор 54.2 литьевой машины, заданна температура 54.3 накопление измерений 54.4, статообра- ботка 54.5, линейна интерпол ци 54.6, определение температуры окружающей среды 54.7, определение действительной температуры 54.8, определение рассогласовани 54.9, определение управл ющего воздействи 54.10, управление обогревом 54.11.

На фиг.4 обозначены преобразователи код - временной интервал 55.

Устройство работает следующим образом .

После включени питани блок 20 контрол и управлени запускает тест инициализации, который контролирует работоспособность основных функциональных блоков системы, подключенных к информационной магистрали 8 устройства . Блок 20 выполнен на базе ЭВМ.

После задани параметров и установки режима Регулирование блок 20 контрол и управлени переходит к последовательному выполнению циклов регулировани температуры, которые повтор ютс в.каждом канале с периодом Т, и включают в себ следующие операции: измерение, статистическа обработка, линейна интерпол ци и определение действительной температуры, определение и выдача управл ющего воздействи (фиг.2).

Цикл регулировани блок 20 контрол и управлени начинает с измерени температуры зон обогрева. Сигналы с термоэлектрических преобразователей 1, пропорциональные действительным : значени м температуры в соответствую0 щих зонах материального цилиндра, поступают на измерительные входы коммутатора 16 аналоговых сигналов. При поступлении на его адресные входы по информационной магистрали устройства

В случае обнаружени неисправности 25 8 номера канала сигнал из соответствующего измерительного входа коммутатора 16 аналоговых сигналов, усиленный нормирующим усилителем 18, поступает на сигнальный вход аналого-цифрового 30 преобразовател 19.

Запуск аналого-цифрового преобразовател 19 осуществл етс блоком 20 контрол и управлени установкой в I первого выхода регистра 9 управлени , св занного с входом запуска аналого- цифрового преобразовател 19. Результат преобразовани в виде двоичного кода Х,, пропорционального уровню сигнала на соответствующем измерительном входе, считываетс с информационных выходов аналого-цифрового преобразовател 19 в оперативную пам ть блока 20 контрол и управлени после прихода с ыхода аналого-цифрового преобразокакого-либо блока блок 20 контрол и управлени выводит на панель индикации блока 15 клавиатуры и индикации код неисправности, в случае нормального окончани теста - переходит на один из режимов работы, который установлен на блоке 15 клавиатуры и индикации: Задание параметров, Регулирование , Диагностический контроль .

В режиме Задание параметров посредством цифровой клавиатуры блока 1 5 клавиатуры и индикации осуществл етс ввод в энергонезависимую пам ть блока 20 контрол и управлени качений температуры зон обогрева, верхних и нижних допустимых пределов отклонени температуры от заданных значений. При первоначальном подключении регул тора ввод тс

3f

40

также параметры настройки (посто нные 4$ вател 19 сигнала окончани преобразс- интегрировани Т, дифференцировани

Т., коэффициент усилени К и период квантовани Т0), которые определ ютс дл каждого типоразмера материальвани на первый вход регистра II анализа сигналов.

С целью повышени помехоустойчивости и точности измерени температуры ного цилиндра графо-аналитическим ме- 50 блок 20 контрол и управлени повтор - тодом. При этом номер зоны и вводимые ет процедуру опроса N измерительных парлметры отображаютс на панели инди- входов коммутатора 16 аналоговых сиг- кации блока 15 клавиатуры и индика- налов М раз и формирует в оперативной ции. Вводимые значени параметров кон- пам ти N массивов по М чеек, в кото- тролируютс на допустимость, в случае , рые записываютс результаты преобразонеправильного задани параметры не записываютс в энергонезависимую пам ть и на панели индикации отображаетс код ошибки.

ванил. После окончани М измерений по N зонам блок 20 контрол и управлени устанавливает код (N-H)-ro канала, коммутиру таким образом на сигнальный

3f

40

вход аналого-цифрового преобразовател 19 выход датчика 17 температуры холодных спаев термоэлектрических преобразователей , который установлен на , клеммной колодке в месте подключени холодных спаев термоэлектрических преобразователей 1. Результат преобразовани по (N+O-му каналу X N-H также записываетс в оперативную па- i О м ть блока 20 контрол и управлени .

После этого блок 20 контрол и управлени производит статистическую обработку каждого р да измерений хР по N каналам и определ ет среднестатистическое значение X резу/штатов преобразовани по каждому каналу

15

.Х;ШУ

м

такое, что

- Щ

(х

t

-х1)

где т,

п-му

- частота измерений по

каналу.

Затем осуществл етс линейна интер- пол ци среднестатистических значений X в соответствии с градуировочной таблицей термоэлектрических преобразователей I (например, XKgg), в результате которой определ етс иэмеренренное значение

каждом канале (фиг.З);

температуры TWMB

ТП - т1 + Т т от4 ) Т1 + Х,ч, - Xj (Xi V

де Т ,Т ,- табличные значени температуры;

соответствующие им табличные значени двоичных кодов. Действительное значение температу j .Tj4lу « V .

ры Т

,8

определ етс по формуле ,«

т + 1и$м

1кс

где Т

хс

fCx температура холодного спа . При этом производитс контроль н

допустимость отклонени температуры

в каждом канале:

тм«и с т тмак«

0ь V

где Т - заданна допустима мини

й мальна температура; Т - заданна допустима макс мальна температура.

,

О

5

0

После этого определ етс рассогласование е(К) между действительной

1д(К) и заданной Т,, температурами в текущем цикле регулировани : е(К) - TЈ - lJ(K).

Значени рассогласований в К-м еП(К) и двух предыдущих е(К-1), ел(К-2) циклах регулировани и значени управл ющих воздействий в предыдущем цикле Un(K-l), хран щиес в оперативной пам ти блока 20 контрол и управлени , используютс дл определени управл ющих воздействий Un(K) в текущем цикле, удовлетвор ющих закону ПИД-регулировани :

ип(к-0 + ne«(,-0 + ло м

п «(к-г)

Чге ,

где

Чо- + & +

о

4 - &

Вычисленные значени управл ющих воздействий по каждому каналу вл ютс входными величинами дл М-каналь-- ного блока 21 преобразователей код - временной интервал (фиг.4), который вырабатывает управл ющие сигналы блоку 3 тиристорных усилителей.

Длительность управл ющего сигнала в n-м канале вл етс функцией величины управл ющего воздействи , вычисленного дл этого канала: Јп (п

Этот сигнал открывает n-й тиристор- ный усилитель, который в открытом состо нии пропускает на соответствующий электрический нагревательный элемент 5 число периодов сетевого напр жени от источника 13 тока обогрева, пропорциональное длительности управл ющего сигнала, реализу таким образом управление по принципу широтно-импульсной модул ции (фиг.5, диаграммы Д,Е).

Запись управл ющего воздействи в n-й канал блока 21 блок 20 контрол и управлени производитс посредством информационной магистрали 8, синхронизаци работы блока осуществл етс посредством трех импульсных последовательностей (по количеству флз источника 13 тока обогревл), г частотой f 50 Гц и сдвигом по фазе на 1 20 (фиг.5, диаграмма А).

Эти импульсные последовательности формируютс блоком I 4 детекторов нул из трехфазного напр жени источника 13 тока обогрева. Этот блок состоит из трех (по количеству фат источника 13 тока обогрева) идентичных схем, кажда из которых представл ет собой триггер Шмитта, собранный на базе компаратора напр жени с положительной обратной св зью. Напр жение на неин- вертирующем входе компаратора близко к потенциалу схемной земли, на инвертирующий вход компаратора поступает сигнал синусоидальной формы, сим матричный относительно потенциала земли.

В результате сравнени этих сигналов на выходе триггера РЫитта формируютс однопол рные пр моугольные им- пульсы с периодом следовани Т 20 мс Эти импульсные последовательности с выходов блока 14 детекторов нул поступают на синхронизирующие входы блока 21 преобразователей код - времен- ной интервал. Фронты импульсов совпадают с переходом через нулевой уро- , вень синусоидального напр жени соответствующих фаз. После преобразовани узлом 25 делителей частоты, состо щим из трех программируемых таймеров, эти импульсные последовательности с частотой f I Гц (период Т 1 с, диаграмма Б на фиг.5) поступают через узел 26 коммутации на счетные входы форми- рователей 28 временных интервалов. Так как в устройстве существует взаимооднозначное соответствие фазы источника 13 тока обогрева, формировател 28 временного интервала и номера канала, с которым этот формирователь 28 временных интервалов св зан, узел 26 коммутации обеспечивает равномерное распределение и загрузку фаз источника 13 тока обогрева по N каналам.

Импульсные последовательности, формируемые блоком 14 детекторов нул , поступают также на контрольные входы блока 10 контрол фаз, который посредством непрерывного аппаратного контрол наличи синхронизирующих импульсов определ ет целостность внешних питающих цепей, т.е. контролирует

наличие фаз источника 13 тока обогрева .

Блок 10 контрол фаз (фиг.6) состоит из трех Формирователей 31 входных импульсов. На входы запуска формирователей 31 непрерывно поступают импульсные последовательности с периодом Т 20 мс от блока 14 детекторов нул . Посто нные времени формирователей 31 выбраны заведомо больше периода следовани запускающих импульсов с учетом возможного провала напр жени или кратковременного отключени источника 13 обогрева, не вли ющих на работоспособность устройства.

Таким образом, при нормальной работе формирователи 31 входных импульсов периодически перезапускаютс , а указанное условие обеспечивает поддержание на их выходах уровн логической 1. При устойчивом пропадании фазы (одной или нескольких) источника 13 тока обогрева на врем , превышающее посто нную времени формировател 31 (фиг.6, диаграмма И), его выход переключаетс в состо ние логического О (фиг,6, диаграмма М) в св зи с отсутствием запускающих фронтов импульсов. Этот сигнал логического О поступает на соответствующий вход элемента И 33, который вырабатывает сигнал (Лиг.6, диаграмма Н), который через формирователь выходных импульсов 34 (фиг.6, диаграмма О) поступает на вход запроса прерывани блока 20 контрол и управлени , сигнализиру об аварийной ситуации.

Кроме того, выходы формирователей 31 входных импульсов св- заны с входами регистра 32. По сигналу запроса прерывани блок 20 контрол и управлени посредством регистра 32 через информационную магистраль 8 определ ет номер фазы, от которой не поступают синхронизирующие импульсы, снимает на втором входе регистра 9 управлени сигнал разрешени . Этот сигнал поступает на вход разрешени блока 21 преобразователей код - временной интервал , где запрещает выдачу управл ющих сигналов на блок 3 тиристорных усилителей . Блок 21 преобразователей код - временной интервал функционирует следующим образом.

После определени величины управ- л нмцего воздействи по n-му каналу блок 20 контрол и управлени производит запись двоично-дес тичного значени этой величины в соответствующий формирователь 28 временны интервалов (фиг.5, диаграмма В) и устанавливает на n-м выходе регистра 27 уро- вень логической I (фиг.5, диаграмма Г), который поступает на информационный вход соответствующего триггера 29. Установка триггера 29 производитс по приходу на его синхронизи- рукнций вход от узла 26 коммутации переднего фронта импульса синхронизации соответствующей фазы. Сигнал с выхода триггера 29 поступает на второй вход соответствующего элемента И 30 и, ее- ли есть разрешение на первом входе от регистра 9 управлени и нет запрета на третьем входе от блока 23 токовой защиты, на его выходе формируетс передний фронт сигнала управлени п-м усилителем блока 3 тиристорных усилителей (фиг.5, диаграмма Д). По этому сигналу n-й усилитель открываетс , обеспечива прохождение тока от источника 13 тока обогрева через блок 24 датчиков тока на соответствующий элек- трический нагревательный элемент 5 (фиг.5, диаграмма Е). При этом п-й усилитель подключен именно к той фазе источника 13 тока обогрева, сиихрони- зирук цие импульсы от которой поступают на счетный вход формировател 28 временных интервалов, св занного с n-м усилителем. При поступлении на счетный вход формировател 28 временных интервалов количества импульсов, соответствующего двоично-дес тичному коду величины управл ющего воздействи , вырабатываетс сигнал окончани счета. Этот сигнал поступает на вход установки в О св занного с ним триггера 29, который формирует таким образом задний фронт сигнала управлени n-м. усилителем. При этом n-й усилитель закрываетс и св занный с ним электрический нагревательный элемент 5 отключаетс от источника 13 тока обогрева. Таким образом, через электрический нагревательный элемент 5 соответствующего канала протекает пере- менный ток от источника 13 тока обогрева в течение интервала времени, пропорционального двоично-дес тичному коду величины управл ющего воздействи , записанного блоком 20 контрол и управлени в соответствующий формирователь 28 временных интервалов и равного целому числу периодов напр жени источника 13 тока обогрева. Синхронизаци передних и задних фронтов управл ющих сигналов, вырабатываемых блоком 21 преобразователей код - временной интервал, с периодом синусоидального напр жени источника 13 тока обогрева позвол ет существенно снизить уровень помех, создаваемых при коммутации больших токов в нагрузке. Блок 24 датчиков тока, включенный между выходами блока 3 тиристорных усилителей и электрическими нагреватель- ньми элементами 5, состоит из N датчиков . Он позвол ет контролировать величину тока нагрузки в каждом кана ле дл обеспечени контрол целостног сти электрических нагревательных элементов 5 и электрических соединений, а также защиты усилителей от короткого замыкани в нагрузке. При включении n-го усилител сигнал с выхода соответствующего датчика тока, пропорциональный току, протекающему через электрический нагревательный элемент 5, поступает на соответствующие контрольные входы блока 22 контрол тока нагрузки и блока 23 токовой защиты . Блок 22 контрол тока нагрузки (фиг.8) преобразует сигналы, поступающие от блока 24 датчиков тока, в цифровые коды, пропорциональные токам , протекающим через электрические нагревательные элементы 5. Эти коды считываютс блоком 20 контрол и управлени посредством информационной магистрали 8, что позвол ет управл ющей программе в процессе работы производить контроль соответстви токов нагрузки их номинальным значени м.

Автоматический контроль тока нагрузки позвол ет определить полный или частичный обрыв электрических нагревательных элементов 5, которые, как правило, имеют секционную конструкцию с параллельным включением отдельных секций. При протекании тока через электрический нагревательный элемент 5 n-го канала сигнал с выхода соответствующего датчика поступает на n-й контрольный вход коммутатора 36 аналоговых сигналов.

Перед началом контрол тока нагрузки в n-м канале блок 20 контрол и управлени сигналом с шестого выхода регистра 9 управлени устанавливает двоичный счетчик 42 в исходное состо ние и записывает в регистр 35 код n-го канала, который поступает на адресные входы коммутатора 36 аналогевых сигналов, коммутиру таким образом сигнал с выхода n-го датчика тока на вход компаратора 37.

Контроль тока в n-м канале начи- наетс с некоторой задержкой после включени соответствующего тиристор- ного усилител , необходимой дл установлени величины тока в канале, после истечени которой блок 20 контрол и управлени сигналом с п того выхода регистра 9 устанавливает в 1 триггер 39.

Сигнал с выхода триггера 39 поступает на первый вход элемента И 40, разреша прохождение тактовых импульсов от генератора 41 импульсов на счетный вход двоичного сче-п ика 42.

Двоичный код с информационных выходов двоичного счетчика 42, измен ю- щийс с частотой следовани импульсов генератора 41 импульсов, поступает на информационные входы преобразовател 43 код - напр жение, на выходе которого , св занном с вторым входом компа ратора 37, формируетс линейно-спадаю щее напр жение. В случае совпадени напр жений на обоих входах компаратора 37 сигнал с его выхода поступает на первый вход элемента ИЛИ 38 и с его , выхода - на вход установки в О триггера 39, устанавлива его в исходное состо ние.

Сигнал с выхода триггера 39 поступает на второй вход регистра 11, а также блокирует первый вход элемента И 40, запреща прохождение импульсов на счетный вход двоичного счетчика 42, на информационных выходах которого фиксируетс код, пропорциональный МГНО венному значению измер емого сигнала. Блок 20 контрол и управлени опрашивает состо ние второго входа регистра 11 и, если на нем присутствует уровень логического О, что свидетельствует об окончании цикла измерени , считыва ет с информационных выходов двоичного счетчика 42 по информационной магистрали 8 результат измерени тока нагрузки . При этом возможны 3 ситуации:

1 . При совпадении (с учетом допустимого разброса) значений измеренного тока нагрузки и номинального продолжаетс нормальное функционирование устройства.

2. Если измеренное значение тока нагрузки ниже некоторого допустимого уровн , фиксируетс частичный обрыв

, JQ

J5

20 5 Q

Q j§ Q

35

5

электрического нагревательного элемента 5 п-го канала.

3. Если измеренное значение тока нагрузки равно нулю, цикл измерени заканчиваетс по сигналу переноса счетчика 42, который поступает на второй вход элемента ИЛИ 38 с его выхода - на вход установки в О триггера 39. При этом фиксируетс полный обрыв электрического нагревательного элемента 5 п-го канала.

В последних двух случа х блок 20 контрол и управлени сигналов с второго выхода регистра 9 управлени , который поступает на первые входы элементов И 30 блока 21 преобразова- ч телей код - временной интервал, снимает разрешение прохождени управл ющих сигналов на блок 3 тирнсторных усилителей, отключа таким образом электрические нагревательные элементы 5 от источника 13 тока обогрева. Кроме того, эти ситуации отображаютс на панели индикации блока 15 клавиатуры и индикации.

Блок 23 токовой защиты (фиг.9) обеспечивает аппаратно-программную защиту блока 3 тиристорных усилителей от короткого замыкани в цепи электрических нагревательных элементов 5 путем последовательного опроса контрольных выходов блока 24 датчиков тока, св занных с входами коммутатора 47 аналоговых сигналов, и сравнени сигналов с этих выходов с заданным уровнем срабатывани токовой за- . щиты, который определ етс источником 50 опорного напр жени .

«

Блок 23 токовой защиты работает в двух режимах: контрол тока нагрузки и диагностического контрол . Функционирование в том или ином режиме определ етс способм обегани входов коммутатора 37 аналоговых сигналов, который задаетс блоком 20 контрол и управлени с четвертого выхода регистра 9 управлени посредством шифратора 44. Выход этого шифратора св зан с управл ющим входом двоичного счетчика 45. В зависимости от уровн сигнала на его выходе измен етс коэффициент пересчета двоичного счетчика 45, причем в режиме диагностического контрол он увеличиваетс на единицу , что позвол ет дополнительно г J включать в цикл обегани диагностический вход блока 23 токовой защиты.

В режиме контрол тока нагрузки двоичный счетчик 45, счетный вход которого св зан с выходом генератора

46импульсов, а информационные выходы - с адресными входами коммутатора

47аналоговых сигналов, поочередно коммутирует сигналы, поступающие от блока 24 датчиков тока на вход селектора сигнала по модулю 48, который обеспечивает возможность анализа короткого замыкани , как в положительный , так и в отрицательный полупериод напр жени источника 13 тока обогрева

Модуль сигнала, амплитуда которого пропорциональна току в цепи электрического нагревательного элемента 5 n-го канала, поступает на первый вход компаратора 49, где сравниваетс с сигналом, поступающим на второй вход от источника 50 опорного напр жени . При этом возможны две ситуации: если модуль сигнала ниже уровн тока срабатывани защиты, счетчик продолжает циклический опрос входов коммутатора 47 аналоговых сигналов; -если модуль сигнала больше или равен уровню тока срабатывани эаптиты, срабатывает ком- парато-р 49, сигнал с выхода которого поступает на второй вход элемента И 51 . При поступлении на первый вход элемента И 51 стробирующего сигнала от формировател 52, который задерживает передний фронт импульса генератора 46 импульсов на врем установлени сигнала на выходе коммутатора 47 аналоговых сигналов, сигнал с выхода элемента И 51 устанавливает триггер 53 в единичное состо ние. При этом сигнал с выхода триггера 53 блокирует генера тор 46 импульсов, вследствие чего на информационных выходах двоичного счетчика 45 фиксируетс номер канала, в котором сработала токова защита. Сигнал с выхода триггера 53 также посту пает на третьи входы запрета элементов И 30 блока 21 преобразователей код - временной интервал, запреща прохождение управл ющих сигналов на блок 3 тиристорных усилителей и отключа таким образом электрические нагревательные элементы 5 от источника 13 тока обогрева. Кроме того, сигнал с выхода триггера 53 поступает на второй вход запроса прерывани блока 20 контрол и управлени и на третий вход регистра II..

По сигналу запроса прерывани блок 20 контрол и управлени считыва- -

0

5

30

35

45

50

55

ет с информационных выходов двоичного счетчика 45 номер канала, в котором произошло короткое замыкание .

Дл проверки, вл етс ли короткое замыкание устойчивым или было кратковременное срабатывание токовой защи- ты, блок 20 контрол и управлени сигналом с третьего выхода регистра 9 управлени устанавливает триггер 53 в исходное состо ние. Если было кратковременное срабатывание токовой защиты, триггер 53 разблокирует выход блока 21 преобразователей код - временной интервал, а блок 20 контрол и управлени после опроса третьего входа регистра 11 анализа продолжит нормальную работу. Если короткое замыкание имеет устойчивый характер, выходы блока 21 преобразователей код - временной интервал останутс в заблокированном состо нии, блок 20 контрол и управлени после опроса третьего входа регистра I1 анализа выводит на панель индикации блока 15 клавиатуры и индикации соответствующее сообщение.

В режиме Диагностический контроль обеспечиваетс автоматическа проверка исправности устройства на уровне функциональных блоков по номеру теста, заданному с клавиатуры блока 15 клавиатуры и индикации.

Дл этой цели устройство имеет следу- . ющие вспомогательные аппаратные средства , поддерживаемые программным обеспечением . Св занный с источником питани 6 устройства задатчик 7 диагностических сигналов, который вырабатывает ,. р д уровней напр жений соответствующих величин и пол рностей, имитирующих определенные ситуации, возникающие в процессе работы устройства. Он состоит из реэнстнвных делителей напр жени с фиксированными коэффициентами делени , уровни напр жени с которых поступают на соответствующие диагностические входы блоков устройства дл активации схем аппаратного контрол . Регистр 12 контрол каналов , контрольные входы которого св заны с выходами блока 21 преобразователей код - временной интервал. Он позвол ет контролировать длительность сигналов управлени , поступающих на блок 3 тнристорных усилителей. Р д вспомогательных схем, вход щих в состав провер емых функциональных блоков .

Полный диагностический контроль устройства осуществл етс в несколько этапов.

Первый этап. На этом этапе производитс контроль функционировани тракта измерени температуры. С первого и второго выходов блока диагностических сигналов на (М+2)-й и (Ы+3)-й Q выше уровн срабатывани токовоЛ задиагностические входы коммутатора 1 6 аналоговых сигналов поступают сигналы , имитирующие ЭДС термоэлектрических преобразователей соответственно начала и конца диапазона рабочих тем- 15 ператур. Поочередно осуществл преобразование диагностических сигналов, блок 20 контрол и управлени сравнивает с учетом допустимой погрешности полученные значени с константами, за-20 писанными в посто нной пам ти.

Второй этап. На этом этапе производитс контроль функционировани блока 21 преобразователей код - временной интервал. Блок 20 контрол и уп-- 25 равлени по информационной магистрали 8 производит загрузку n-го формировател 28 временных интервалов контрольным значением управл ющего воздействи , производит установку соответству-jQ ющего триггера 29 в единичное состо ние , в результате чего на вход регистра 12 контрол каналов поступает сигнал управлени , длительность которого определ етс заданным контроль ным значением. После установки триггера 29 включени канала .блок 20 контрол и управлени анализирует сигнал, поступающий на n-й вход регистра 12 контрол каналов, путем сравнени его длительности с контрольным временным интервалом формируемым программным способом.

Третий этап. На этом этапе проиэJ5

40

щиты. Блок 20 контрол и управлени с четвертого выхода регистра 9 управлени посредством шифратора 44 осу ществл ет переключение коэффициента пересчета счетчика, расшир таким образом опрос и сравнение токов нагрузки с заданным уровнем срабатыва- ни защиты на диагностический вход коммутатора 47 аналоговых сигналов.

После установки триггера 53 в единичное состо ние сигнал с его выхода поступает на второй вход запроса прерывани блока 20 контрол и управлени , по которому этот блок определ ет номер какала, в котором сработала токова защита.

Результаты диагностического контрол по окончании каждого этапа отображаютс на панели индикации блока 15 клавиатуры и индикации.

Использование изобретени позвол ет повысить надежность и контролепригодность устройства автоматического регулировани температуры.

Наличие в устройстве аппаратно- программных средств контрол и защиты , средств и процедур самодиагностики обеспечивает контроль тока в цеп х электрических нагревательных элементов , что гарантирует быстродействующую аппаратную защиту блока тиристор- ных усилителей, позвол ет обойтись без установки дополнительных стрелочных измерительных приборов дл визувод итс проверка функционировани бло-45 апьного контрол тока нагрузки в кажка 22 контрол тока нагрузки. Со второго и третьего выходов задатчика 7 диагностических сигналов на первый и второй диагностические входы блока 22 контрол тока нагрузки поступают сигналы , имитирующие соответственно начало и конец диапазона контролируемых токов нагрузки. Блок 20 контрол и управлени поочередно осуществл ет преобразование контрольных сигналов и сравнивает с учетом допустимой пог реганости полученные результаты с константами , записанными в посто нной пам ти .

50

55

дом канале; автоматическое прин тие решений в аварийных ситуаци х, что позвол ет избежать поломок черв ка и материального цилиндра, а также изготовлени некачественных изделий при снижении в зкости расплава полимера; быстрый поиск и устранение неисправностей .

Claims

Формула изобретени

1. Устройство дл автоматического регулировани температуры, содержащее последовательно соединенные труп

Четвертый этап. На этом этапе производитс контроль функционировани блока 23 токовой защиты. С четвертого выхода задатчика 7 диагностических сигналов на диагностический вход блока 23 токовой защиты поступает сигнал, имитирующий короткое замыкание в цепи нагрузки, уровень которого несколько

Q выше уровн срабатывани токовоЛ за15 0

5 Q

J5

0

щиты. Блок 20 контрол и управлени с четвертого выхода регистра 9 управлени посредством шифратора 44 осуществл ет переключение коэффициента пересчета счетчика, расшир таким образом опрос и сравнение токов нагрузки с заданным уровнем срабатыва- , ни защиты на диагностический вход коммутатора 47 аналоговых сигналов.

После установки триггера 53 в единичное состо ние сигнал с его выхода поступает на второй вход запроса прерывани блока 20 контрол и управлени , по которому этот блок определ ет номер какала, в котором сработала токова защита.

Результаты диагностического контрол по окончании каждого этапа отображаютс на панели индикации блока 15 клавиатуры и индикации.

Использование изобретени позвол ет повысить надежность и контролепригодность устройства автоматического регулировани температуры.

Наличие в устройстве аппаратно- программных средств контрол и защиты , средств и процедур самодиагностики обеспечивает контроль тока в цеп х электрических нагревательных элементов , что гарантирует быстродействующую аппаратную защиту блока тиристор- ных усилителей, позвол ет обойтись без установки дополнительных стрелочных измерительных приборов дл визу 50

55

дом канале; автоматическое прин тие решений в аварийных ситуаци х, что позвол ет избежать поломок черв ка и материального цилиндра, а также изготовлени некачественных изделий при снижении в зкости расплава полимера; быстрый поиск и устранение неисправностей .

Формула изобретени

1. Устройство дл автоматического регулировани температуры, содержащее последовательно соединенные труппы-термоэлектрических преобразователей , многоканальный регул тор температуры , блок тиристорных усилителей, анализатор аварий системы обогрева и электрические нагревательные элементы , отличающеес тем, что vc целью повышени надежности и контролепригодности устройства, в него введены св занный с источником пита- ни устройства задатчик диагностических сигналов, регистр управлени , блок контрол фаз, регистр анализа сигналов , блок детекторов нул , источник тока обогрева, регистр контрол кана- лов, информационные выходы которого, а также информационные входы регистра управлени , информационные входы- выходы анализатора аварий системы .

обогрева, информационные выходы блока 20 клавиатуры и индикации, адресные вхоконтрол фаз и регистра анализа сигналов вл ютс информационными входами-выходами многоканального регул тора температуры, группа измерительных входов которого подключена к выходам термоэлектрических преобразователей, перзый и второй диагностические входы подключены соответственно к первому и второму выходам задатчик а диагностических сигналов, с третьего по п тый выходы которого подключены соответственно к первому, второму и третьему диагностическим входам анализатора аварий системы обогрева, первый и второй управл ющие входы многоканального $ температуры, первый и второй диагнос- регул тора температуры подключены соответственно к первому и второму выходам регистра управлени , с третьего по шестой выходы которого подключены соответственно к первому, второму, $0 третьему и четвертому управл ющим входам анализатора аварий системы обогрева , выход сигнала окончани преобразовани многоканального регул тора

тические входы коммутатора аналоговых сигналов вл ютс соответственно первым и вторым диагностическими входами многоканального регул тора температуры , выход коммутатора аналоговых сигналов через нормирующий усилитель подключен к сигнальному входу аналого- цифрового преобразовател , выход которого вл етс выходом сигнала оконтемпературы подключен к первому входу jj чани преобразовани многоканального

регистра анализа сигналов, второй и третий входы которого подключены соответственно к первому и второму аварийным выходам анализатора аварий системы обогрева, второй аварийный выход которого одновременно вл етс вторым аварийным входом многоканального регул тора температуры, первый аварийный вход которого подключен к

регул тора температуры, вход запуска аналого-цифрового преобразовател и вход разрешени блока преобразователей код - временной интервал вл ют- cn с соответственно первым и вторым управл ющими входами многоканального регул тора температуры, первый вход запроса прерывани блока контрол и управлени , объединенные второй вход

аварийному выходу блока контрол фаэ, запроса прерывани блока контрол и контрольные входы блока контрол фаэ управлени и вход запрета блока пре- и синхронизирующие входы многоканального регул тора температуры подключены к выходам блока детекторов нул ,

образователей код - временной интервал вл ютс соответственно первым и вторым аварийными входами многоканаль

входы которого и токовые входы блока тиристорных ключей подключены к источнику тока обогрева, группа управл ющих выходов многоканального регул тора температуры подключена к контрольным входам регистра контрол каналов и к управл ющим входам блока тиристорных ключей, многоканальный регул тор температуры содержит датчик температуры холодных спаев термоэлектрических преобразователей, коммутатор аналоговых сигналов, нормирующий усилитель , аналого-цифровой преобразователь , блок контрол и управлени , блок клавиатуры и индикации, блок преобразователей - код - временной интервал, информационные входы которого, а также информационные входы-выходы блока

ды коммутатора аналоговых сигналов, информационные выходы аналого-цифрового преобразовател , информационные входы-выходы блока контрол и управлени вл ютс информационными входами-выходами многоканального регул тора температуры, группа входов коммутатора аналоговых сигналов, св занных с выходами термоэлектрических преобразователей , а также вход, св занный с выходом датчика температуры холодных спаев термоэлектрических преобразователей , вл ютс измерительными входами многоканального регул тора

температуры, первый и второй диагнос-

тические входы коммутатора аналоговых сигналов вл ютс соответственно первым и вторым диагностическими входами многоканального регул тора температуры , выход коммутатора аналоговых сигналов через нормирующий усилитель подключен к сигнальному входу аналого- цифрового преобразовател , выход которого вл етс выходом сигнала оконрегул тора температуры, вход запуска аналого-цифрового преобразовател и вход разрешени блока преобразователей код - временной интервал вл ют- с соответственно первым и вторым управл ющими входами многоканального регул тора температуры, первый вход запроса прерывани блока контрол и управлени , объединенные второй вход

запроса прерывани блока контрол и управлени и вход запрета блока пре-

образователей код - временной интервал вл ютс соответственно первым и вторым аварийными входами многоканального регул тора температуры, синхронизирующие входы блока преобразователей код - временной интервал - синхронизирующими входами многоканального регул тора температуры, группа выходов блока преобразователей код - временной интервал - управл ющими выходами многоканального регул тора температуры , анализатор аварий системы обогрева содержит блок контрол тока нагрузки, блок токовой защиты, блок датчиков тока, токовые входы и выходы которого вл ютс соответственно токовыми входами и выходами анализатора аварий системы обогрева, контрольные выходы блока датчиков тока вл ютс соответственно контрольными входами блока контрол тока нагрузки и блока токовой защиты, информаци- ро ю Ч е е с тем, что блок контрол

30

35

онные входы-выходы блока контрол тока нагрузки и информационные выходы блока токовой защиты вл ютс информационными входами-выходами анализатора аварий системы обогрева, первый 25 и второй управл ющие входы блока то- ковой защиты и первый и второй управл ющие входы блока контрол тока нагрузки вл ютс соответственно первым , вторым, третьим и четвертым управл ющими входами анализатора аварий системы обогрева, первый, второй диагностические входы блока контрол тока нагрузки и диагностический вход блока токовой защиты вл ютс соответственно первым, вторым и третьим диагностическими входами.анализатора аварий системы обогрева, выход блока контрол тока нагрузки и выход блока токовой защиты вл ютс соответственно первый и вторым аварийными выходами анализатора аварий системы обогрева .

2. Устройство по п.I, о т л и ч а- ю щ е е с тем, что блок преобразо- дг вателей код - временной интервал содержит последовательно соединенные узел делителей частоты и узел коммутации , регистр управлени каналами,
группу формирователей временных интер- 50

валов, группу триггеров включени каналов и группу элементов И, входы узла делителей частоты вл ютс синхронизирующими входами блока, выходы узла коммутации подключены к соответствующим входам синхронизации триггеров включени каналов группы и к счетным входам формирователей временных интервалов группы, информационные входы ко40

фаз содержит формирователь выходных импульсов, элемент И, регистр контр л фаз и три формировател входных импульсов, входы которых вл ютс ко трольными входами блока, а выходы по ключены к входам элемента И и регист ра контрол фаз, информационные вход которого вл ютс информационными вы ходами блока, выход элемента И подкл чен к входу формировател выходных и пульсов, выход которого вл етс ава рийньм выходом блока.

4. Устройство по п.,отлича ю щ е е с тем, что блок контрол тока нагрузки содержит генератор импульсов , элемент И, триггер, элемент ИЛИ, двоичный счетчик, компаратор, преобразователь код - напр жение, ре гистр номера канала и коммутатор ана логовых сигналов, первый и второй входы которого вл ютс соответствен но первым и вторым диагностическими входами блока, группа входов, начина с третьего, вл етс группой контрольных входов блока, вход установки в триггера и вход установки двоичного счетчика в исходное состо ние вл етс первым и вторым управл ющими входами блока, информационные вхо ды регистра номера канала, выходы ко торого вл ютс адресными входами коммутатора аналоговых сигналов, а также выходы двоичного счетчика, которые одновременно вл ютс информационными входами преобразовател код напр жение, образуют информационные входы-выходы блока, выход коммутатор аналоговых сигналов подключен к первому-входу компаратора, второй вход

торых и информационные входы регистра управлени каналами вл ютс информационными входами блока, выходы регистра управлени каналами соединены с входами установки в 1 триггеров включени каналов группы, выходы окончани счета формирователей временных интервалов группы подключены к входам

установки в О триггеров включени каналов группы, выходами соединенных с входами останова счета формирователей временных интервалов группы и с вторыми входами элементов И группы,

первые и третьи входы которых вл ютс соответственно входом разрешени и входом запрета блока, а выходы - выходами блока.

3. Устройство поп.1,отлича0
5

5

г

0

0

фаз содержит формирователь выходных импульсов, элемент И, регистр контрол фаз и три формировател входных импульсов, входы которых вл ютс контрольными входами блока, а выходы подключены к входам элемента И и регистра контрол фаз, информационные входы которого вл ютс информационными выходами блока, выход элемента И подключен к входу формировател выходных импульсов , выход которого вл етс ава- рийньм выходом блока.

4. Устройство по п.,отлича- ю щ е е с тем, что блок контрол тока нагрузки содержит генератор импульсов , элемент И, триггер, элемент - ИЛИ, двоичный счетчик, компаратор, преобразователь код - напр жение, регистр номера канала и коммутатор аналоговых сигналов, первый и второй входы которого вл ютс соответствен но первым и вторым диагностическими входами блока, группа входов, начина с третьего, вл етс группой контрольных входов блока, вход установки в триггера и вход установки двоичного счетчика в исходное состо ние вл етс первым и вторым управл ющими входами блока, информационные входы регистра номера канала, выходы которого вл ютс адресными входами коммутатора аналоговых сигналов, а также выходы двоичного счетчика, которые одновременно вл ютс информационными входами преобразовател код - напр жение, образуют информационные входы-выходы блока, выход коммутатора аналоговых сигналов подключен к первому-входу компаратора, второй вход
которого подключен к выходу преобра- чопгггел код - напр жение, выход - к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу сигнала переноса двоичного счетчика, выход элемента ИЛИ подключен к входу установки в О триггера, выход которого вл етс аварийным выходом блока , а также подключен к первому входу элемента И, второй вход которого подключен к генератору импульсов, а выход к счетному входу двоичного счетчика .

1

5. Устройство поп.1,отличаю щ е е с тем, что блок токовой защиты содержит шифратор, двоичный счетчик, генератор импульсов, коммутатор аналоговых сигналов, формирователь импульсов, селектор сигнала по i модулю, источник опорного напр жени , элемент И, компаратор и триггер, выход которого вл етс аварийным выходом блока и подключен к входу запус- ка генератора импульсов, выход кото
Q

5

5

0

рого подключен к счетному входу двоичного счетчика и через формирователь одиночных импульсов к первому входу элемента И, второй вход которого подключен к выходу компаратора, выход - к входу установки в I триггера, вход установки в О которого вл етс первым управл ющим входом блока, вход шифратора, выход которого подключен к установочному входу двоичного счетчика , и первый вход коммутатора аналоговых сигналов вл ютс соответственно вторым управл ющим и диагностическим входами блока, группа входов коммутатора аналоговых сигналов, начина с второго, вл етс группой контрольных входов блока, информационные выходы двоичного счетчика вл ютс одновременно информационными выходами блока и адресными входами коммутатора аналоговых сигналов, выход которого через селектор сигнала по модулю св зан с первым входом компаратора, второй вход которого подключен к выходу источника опорного напр жени .

Фиг. 2

от 8

от 14 ФигЛ

Д

Фиг. S

К18

ч

i ь

От 14

Ж

31 h

/Г

От 14

31

л

От 14

н

31

/1

Фш.б

133

И

34

KW

s

$

1

От 8

От 9

От 9

О т 24

Фиг.9